为研究压力或温度变化条件下油气井筒环空水泥环的失效形式与机制,建立了循环加载下水泥环密封完整性评价试验装置。该装置能够实现模拟井眼条件下钻井液泥饼形成、水泥浆注入、水泥浆凝固以及多轮次循环加载下水泥环密封性失效等过程。采用该装置进行水泥浆凝固后在不同套管尺寸及加载条件下水泥环的失效形式、模拟射孔条件下水泥环失效特征、循环加卸载条件下水泥环抗窜能力评价等试验,结果表明套管内压变化时水泥环会出现拉伸、本体剪切破坏与微环隙等失效形式。采用失效特征、渗透率变化与水泥环抗窜能力等相结合的方法可进行环空水泥环密封完整性试验评价,为合理的水泥浆体系设计优选及井筒生产参数优化提供依据。

射流钻头的破岩性能对井眼深度和大小有重要影响。本文对径向水平井常用的2种射流钻头——多孔喷嘴和混合射流喷嘴采用室内试验的方法对它们的破岩规律和破岩性能进行了分析和对比。结果表明，冲击时间、喷嘴压降、喷距和围压对2种喷嘴破碎效果的规律基本相同，混合射流喷嘴的最优喷距不明显，多孔喷嘴的最优喷距为5—6倍喷嘴当量直径，多孔喷嘴的破岩性能要优于混合射流喷嘴，同时混合射流喷嘴在破碎孔径大小方面优于多孔喷嘴。本文可以为水力喷射径向水平井射流钻头的选择提供试验依据。

利用自行研制的射流破岩系统,对淹没和围压条件下多孔射流钻头的破岩钻孔规律进行了试验研究,重点考虑了水力参数（冲蚀时间、射流压力、围压、喷距）和结构参数（孔眼数量和侧向孔眼扩散角）对破岩效果的影响,结果表明：随着冲蚀时间的增加,破岩效果先增加,后趋于平缓;随着射流压力的增大破岩效果随之增大;随着围压的增加破岩效果随之减小;随着喷距的增加破岩效果呈先增大后减小的趋势,存在最优喷距范围;随着孔眼数量的增多,破岩成孔形状越来越圆整;随着侧向孔眼扩散角的增大,破岩效果呈先增大后减小趋势,存在最优扩散角范围。试验结果可为多孔射流钻头水力参数选择和结构参数设计提供依据。